香氣增甜的作用機制及評價方法研究進展

肖作兵， 胡雨夢， 牛云蔚， 朱建才， 張鳳梅， 張 靜，*

(1.上海應(yīng)用技術(shù)大學 食品香料香精技術(shù)與工程學院， 上海 201418；2.上海交通大學 農(nóng)業(yè)與生物學院，上海 200240； 3.云南中煙工業(yè)有限責任公司技術(shù)中心， 云南 昆明 650231)

食品加工中糖的比例較大會提高齲齒的發(fā)病機率，糖過多也會導致血液中胰島素含量增加[1]。胰島素的升高使人體內(nèi)脂肪含量增加，并引發(fā)肥胖以及慢性病發(fā)病的風險，其中2型糖尿病本身就是人們過早死亡的主要風險。

目前常見的減糖方法是使用非營養(yǎng)性甜味劑(高倍甜度的非糖甜味劑或者帶有甜味的糖醇)代替，主要有糖精鈉、阿斯巴甜、三氯蔗糖等[2]。盡管目前市場上的甜味劑普遍無毒，甚至有些天然甜味劑宣稱具有抗過敏、抑制肝細胞損傷等功能[3]。但自從1970年美國FDA證明甜蜜素致癌，而禁止其作為食品添加劑，關(guān)于人工甜味劑與某些癌癥、自閉癥等多種疾病之間的關(guān)系就一直飽受爭議[4-5]。目前有研究認為糖精鈉、阿斯巴甜、三氯蔗糖等人工甜味劑長期攝入會改變腸道菌群的組分和功能，從而誘導產(chǎn)生葡萄糖耐受不良[6-7]。因而尋求一種對人體無害且不影響食品本身感官性質(zhì)的降糖方法極為迫切。

感官科學家們一直在研究氣味和味覺之間的相互作用，以便更多地了解它們自身的感官特性，以及香與味相互作用的具體方式[8]。目前，氣味增強甜味感知的研究越來越多，查閱文獻發(fā)現(xiàn)添加帶有甜味屬性的香氣，如焦糖香氣、香草香氣或水果香氣等，均可以增加食品的甜度[9]。本研究首先從氣味物質(zhì)種類、甜味劑濃度2個方面總結(jié)了對香氣增甜作用有重要影響的因素；其次，從嗅覺感受機制、腦神經(jīng)及味覺感受機制、心理感受機制3個方面闡述了香氣增甜的作用機制；再次，歸納了評價香氣增甜作用大小的感官分析方法；從次，對香氣增甜作用在食品工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀進行了匯總；最后，對香氣增甜研究方向以及分析氣味增強味覺作用機制的方法提出展望，以期為香氣減糖的研究提供新思路。

1 香氣增甜的影響因素

1.1 氣味物質(zhì)的影響

研究證實，味覺與嗅覺間存在相互作用，焦糖香氣、香草香氣和水果香氣都可以增強溶液的甜味感知。Liu等[10]對紅糖的揮發(fā)性成分進行分析，共得出了37種香氣物質(zhì)，主要包括酮類、吡嗪類、烷烴類、酚類和醇類，它們使紅糖具有焦糖香氣、甜香和果香；并分別在正鼻及后鼻2種氣味感知情況下，評價有無香氣物質(zhì)對蔗糖溶液的甜味感知強度的影響，結(jié)果表明糠醛、苯乙醛、2，3-丁二酮、β-大馬烯酮、2-甲氧基苯酚、2-甲基四氫呋喃-3-酮、2-呋喃甲醇和γ-丁內(nèi)酯等香氣物質(zhì)具有焦糖香氣，它們可以在一定程度上增強甜味溶液的甜度。具有增甜作用的氣味物質(zhì)種類見表1。

表1 具有增甜作用的氣味物質(zhì)

香草香氣也被認為能夠增加食品的甜味感知，同時，研究者發(fā)現(xiàn)單獨的香草香氣或甜味劑對食品的甜味感知增強效果都相對較弱，而香草香氣和甜味劑的組合使用可達到更強的增甜效果[36]。目前，對于香草香氣能夠增強食品甜味感知的研究最為廣泛，同時也會將香草香氣的增甜效果作為對照組來研究其他氣味的增甜效果[18]。在研究減糖對益生菌巧克力味牛奶的動態(tài)感官和消費者喜好程度的實驗中，研究人員評估了2種替代品(香草香氣和索馬甜)所引起的甜味感知變化，2種替代品都可以增強減糖牛奶的甜味感知，從而盡可能降低由于減糖所帶來的口感上的變化，研究發(fā)現(xiàn)糖減少的程度也會影響2種替代品的增甜效果[16]。在研究降糖蛋糕時，研究人員評價了香草香氣和草莓香氣對甜味感知的影響，與除去這些氣味氣流的蛋糕相比，含有香草香氣和草莓香氣的蛋糕甜度明顯增強[28]。

水果香氣同樣也具有增強人體甜味感知的效果。Frank等[24]評估了紅色素和草莓香氣對蔗糖水溶液甜味的影響，實驗中采用了啜飲、漱口和吞咽3種不同的嗅覺刺激方法，結(jié)果發(fā)現(xiàn)草莓香氣能夠顯著增加蔗糖水溶液的甜味感知。Djordjevic等[33]評價了2種香味劑(草莓香氣和火腿香氣)對蔗糖溶液甜度的影響時發(fā)現(xiàn)，與甜味一致的草莓香氣會增加蔗糖溶液的甜度，而添加火腿香氣的溶液則相反。而近幾年來對水果的研究也越來越多，Xiao等[31]發(fā)現(xiàn)香蕉中的8種與甜味相關(guān)氣味物質(zhì)(3-甲基丁酸丁酯、3-甲基丁酸乙酯、3-基乙酸丁酯、乙酸己酯、2-甲基乙酸丙酯、乙酸戊酯、2-戊酮和3-甲基己酸丁酯)可以顯著提高30g/L蔗糖溶液的甜度。

1.2 甜味劑濃度的影響

研究發(fā)現(xiàn)，食品風味是由香氣和味道共同形成的，甜味劑濃度也是影響香氣和味覺相互作用的因素，甜味劑濃度不同香氣的增甜效果也會不同。一些香氣物質(zhì)的濃度也會影響溶液的整體甜度，如當香氣物質(zhì)的濃度升高時，溶液的甜度也會發(fā)生變化，但這種變化可能相對較小。

早在1990年，Cliff等[23]在不同濃度的葡萄糖溶液和桃子香精溶液中，通過時間強度法來評估甜度和果味，研究發(fā)現(xiàn)葡萄糖溶液的甜度隨桃子香精濃度的增加而顯著增加。Oliveira等[16]在含有4種蔗糖水平的牛奶中加入香草香氣和索馬甜，評估氣味物質(zhì)和甜味劑對不同蔗糖濃度的牛奶的增甜效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)牛奶中的蔗糖含量減少到原樣品牛奶中蔗糖含量的40%時，加入香草香氣和索馬甜都能減弱由于糖減少而帶來的口感上的變化，并且與沒有糖減少的牛奶樣品相比，口感上的變化很小。Bertelsen等[37]發(fā)現(xiàn)香氣對甜度的影響取決于味道的濃度，因此將香草香氣與3種不同濃度的蔗糖制成混合溶液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加香草香氣只會在w=2.5%的低蔗糖濃度和w=7.5%的高蔗糖濃度時增加甜度。水基質(zhì)中香氣物質(zhì)對不同濃度的蔗糖溶液的增甜效果存在著明顯的差距，但對在其他基質(zhì)中香氣物質(zhì)的增甜效果產(chǎn)生的影響研究的尚少?？蒲腥藛T研究了香草香氣對2種基質(zhì)(水基質(zhì)和蘋果花蜜基質(zhì))的3種蔗糖濃度增甜效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)香草香氣只在低濃度的水溶液基質(zhì)中顯著增加了甜度，而在蘋果花蜜基質(zhì)中香草香氣顯著增加了溶液的甜味強度，但并不受蔗糖濃度的影響[18]。

研究發(fā)現(xiàn)，當香草味牛奶甜點的含糖量減少到原樣品的20%時，人們對香草味的感知也會下降，氣味所帶來的增甜效果也會隨之下降。一般來說，蔗糖溶解在水中剛好感受到甜味的濃度為蔗糖溶液的閾值濃度[17]。Labbe等[38]在使用亞閾值濃度氣味劑的模型溶液中，探索了氣味對甜度的影響，丁酸乙酯(草莓香氣物質(zhì))以氣流的形式通過亞閾值水平的蔗糖溶液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)丁酸乙酯能顯著提高蔗糖溶液的甜味感知。這些研究發(fā)現(xiàn)甜味劑的濃度會顯著影響氣味的強度，從而影響氣味對食品的增甜效果[39-42]。

高職院校的學生是體格和智力趨向成熟的關(guān)鍵時期，同時又承擔著繁重的學習任務(wù)，營養(yǎng)狀況直接影響其體格發(fā)育、學習能力和效率，所以在校期間，充足、全面的營養(yǎng)及體育鍛煉是其體格生長發(fā)育、獲取知識、提高綜合技能的保證。高職院校的學生基本不吃早餐；午餐基本都是在學校食堂解決，如恰逢下課高峰期，有些學生甚至僅僅買份快餐快速解決午餐；至于晚餐，很多學生則是吃的比較晚，甚至還有些學生為了減肥而盲目地不吃主食。這些不良的飲食習慣，使得高職院校學生的健康問題日益成為人們關(guān)注的焦點。高職院校學生每日需要的能量和各種營養(yǎng)素一般高于從事輕體力活動的成年人，尤其是能量、蛋白質(zhì)、脂類、鈣和鐵等，必須按照膳食指南供給[2]。

2 香氣增甜的作用機制

香氣作為“減糖”工具，其機制可能是利用人們先前對甜味與特定香氣組合獲得的美好體驗，給大腦提供了積極信號，增強了對甜味的感受。多年來，感官科學家們一直在研究氣味和味覺之間的相互作用機制。本文從嗅覺感受機制、腦神經(jīng)及味覺感受機制和心理感受機制3方面進行闡述。

2.1 嗅覺感受機制

氣味可以通過正鼻途徑和后鼻途徑2種形式進行感知[43](見圖1)，黃色部分是正鼻途徑，藍色部分是后鼻途徑。正鼻途徑是指氣味直接吸入到鼻腔中所產(chǎn)生的嗅覺感知；后鼻途徑則是氣味化合物在食物被口腔加工(咀嚼和吞咽)過程中釋放到口腔中，通過口咽途徑揮發(fā)到鼻子中的嗅覺上皮，氣味化合物與嗅覺上皮的嗅覺受體相結(jié)合產(chǎn)生嗅覺感知[43]。后鼻氣味一直以來都被視為來自口腔，氣味物質(zhì)在甜味劑溶液中溶解，可能會刺激口腔中的味覺感受器和鼻腔中的嗅覺感受器，因而后鼻氣味常被歸結(jié)于味覺感知[44]。Sakai等[15]為了證實氣味誘導的味覺增強不是由刺激口腔中的受體引起的，正鼻刺激時香草香氣通過管道直接輸入到受試者的鼻腔中，將氣味刺激與味覺刺激同時呈現(xiàn)，后鼻途徑時將含有香草香氣的阿斯巴甜溶液通過管道直接輸送到口腔，結(jié)果表明香草醛氣味通過后鼻路徑或正鼻路徑呈現(xiàn)時均能增強阿斯巴甜溶液的甜味感知。Kakutani等[13]模擬正鼻和后鼻2條路線的嗅覺傳遞系統(tǒng)，使用2根管道分別通入鼻腔和口腔，口腔和鼻腔2條路線與評估人員的呼吸同步呈現(xiàn)氣味刺激，2條路線的氣味強度相同，結(jié)果表明蔗糖溶液的甜度增強僅在后鼻區(qū)明顯，而在正鼻區(qū)氣味不明顯。

黃色部分是正鼻途徑，藍色部分是后鼻途徑。

研究發(fā)現(xiàn)，正鼻和后鼻2種途徑能夠引發(fā)不同的嗅覺感知[45-46]。人類神經(jīng)成像研究還發(fā)現(xiàn)嗅覺對口腔的影響，有證據(jù)表明鼻腔后向與鼻腔正向傳遞的氣味會優(yōu)先激活大腦中與口腔相關(guān)的區(qū)域[43]。Isogai等[42]研究后鼻氣味對味覺的調(diào)節(jié)是否依賴于時間連續(xù)性，己酸乙酯被選為實驗?zāi)Ｐ拖懔希瑲馕冻尸F(xiàn)的開始時間從味覺釋放開始前2 s到味覺釋放后2 s，香氣物質(zhì)氣流以1.7 mL/s的流速逐漸遞增，結(jié)果表明味覺和氣味同時出現(xiàn)時，蔗糖溶液的甜味感知最大。這些數(shù)據(jù)表明，味道和氣味的來源如果是來自同一個物體，其中一個成分影響另一個成分的能力就越大，發(fā)生增強神經(jīng)反應(yīng)等綜合效應(yīng)的可能性就越大。

2.2 腦神經(jīng)及味覺感受機制

功能性核磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)是一種利用磁振造影來測量神經(jīng)元活動所引發(fā)的血液動力改變的技術(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，味覺感知依賴于發(fā)生在大腦感知區(qū)域的神經(jīng)過程，有明確證據(jù)表明腦島是嗅覺和味覺信息的第一個匯合點[47-48]。除腦島外，其他幾個大腦區(qū)域?qū)ξ队X和氣味整合呈現(xiàn)的超加性刺激起到了重要作用，包括眶額皮層(orbitofrontal cortex，OFC)、前扣帶皮質(zhì)(anterior cingulate cortex，ACC)和額蓋。Veldhuizen等[49]使用fMRI研究氣味甜度是在梨狀皮層還是在腦島上，讓受試者嗅聞食物和花香，并品嘗2種濃度的蔗糖溶液，通過fMRI的神經(jīng)影像學分析氣味和味覺整合期間大腦的處理方式，發(fā)現(xiàn)嗅聞有氣味的空氣會導致梨狀皮層、OFC和腦島的激活(見圖2)，但在這些區(qū)域中，只有腦島對甜味有反應(yīng)。

圖2 腦島、梨狀皮層和眶額皮層對食物和花香氣味與無味空氣的神經(jīng)反應(yīng)

甜味劑受體是C類G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)，是包含T1R2和T1R3亞單位的異二聚體，圖3是分子模擬構(gòu)建T1R2模型[50]。圖3(a)是T1R2的全長結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)域包括淺灰色的跨膜結(jié)構(gòu)域(TMD)、橙色的維納斯捕蠅器(VFT)結(jié)構(gòu)域和淺橙色的富含半胱氨酸結(jié)構(gòu)域(CRD)；圖3(b)是T1R2的拉式圖。Miao等[50]通過分子對接評估了28種甜味劑，并選擇8種典型甜味劑構(gòu)建甜味劑T1R2膜系統(tǒng)，分析受體和甜味劑之間的相互作用，可以觀察到圖3(c)甜味劑的結(jié)合位點是上葉和下葉的中間部位；甜味劑的釋放可以分為3個階段，在第1階段中，甜味劑與T1R2緊密結(jié)合；在第2階段，VFT結(jié)構(gòu)域逐漸打開，甜味劑移動到開口處；在第3階段，甜味劑完全從結(jié)合袋中釋放。Acevedo等[51]建立了hT1R2和hT1R3亞基的比較模型，在分子水平上表征它們與天然非熱量甜味劑的相互作用，為不同類型的甜味劑的甜度強度差異提供了分子基礎(chǔ)。然而使用分子模擬研究氣味物質(zhì)增強甜味感知的方法尚未報道，或許在未來可以使用分子模擬等手段理解氣味物質(zhì)的作用機制，從而能夠更好地預(yù)測氣味物質(zhì)的增甜效果。

圖3 分子模擬構(gòu)建T1R2模型

2.3 心理感受機制

氣味- 味覺組合的一致性可以解釋氣味誘導的味覺增強，氣味- 味覺組合被定義為“2種刺激在食品中組合的適合程度”。例如，研究者一直認為香草氣味是“甜”的，因為它通常與甜味同時出現(xiàn)[52]。在進食過程中，人們所感知到的食物的風味通常包括氣味和滋味2個方面，香草香氣誘導甜味感知的增強，味覺受體無法察覺到香草香氣，而2種感知的適配度較高，可以解釋為香草香氣和甜味是一致的[53]。

研究發(fā)現(xiàn)，氣味誘導味覺增強效應(yīng)僅在一致的味道和氣味混合物中明顯，不一致的組合中不明顯[25]。例如，一致的(香草)氣味和不一致的(牛肉)氣味都能顯著提高甜牛奶的甜度，與香草氣味相比，牛肉香氣對牛奶的甜度提高較少[34]。另一項研究發(fā)現(xiàn)，味覺增強效果取決于特定的香味，即使它們均具有一致性的甜味感知。Bertelsen等[32]篩選出5種與甜味一致的香氣添加到蔗糖溶液中，評價5種香氣的增甜效果，發(fā)現(xiàn)添加香草香氣、蜂蜜香氣和香蕉香氣的樣品比添加接骨木花香氣或覆盆子香氣的樣品更甜。Tournier等[54]發(fā)現(xiàn)用苯甲醛(杏仁香氣物質(zhì))調(diào)味的奶油蛋糕甜點的甜度增強作用大于用己酸烯丙酯(菠蘿香氣物質(zhì))調(diào)味的奶油蛋糕甜點。此外，氣味和某種味道之間的一致性水平很難定義，因為同一氣味可以與多種味道屬性相關(guān)，例如許多水果氣味與甜味和酸味相關(guān)[55]。Boakes等[9]在探究焦糖溶液和檸檬醛溶液對蔗糖溶液和檸檬酸溶液的味覺增強效果時，發(fā)現(xiàn)檸檬醛氣味可以增強甜味和酸味。綜上所述，味覺感知可以通過與目標味覺具有高度一致性的氣味來增強。然而，某些氣味與某種味覺屬性的一致程度較低，也可能會引起味道增強效應(yīng)。

Stevenson等[57]認為氣味對甜味感知的影響可以用聯(lián)想學習來解釋，即反復(fù)接觸特定的氣味- 味道組合會改變其組合味道的感知。聯(lián)想被定義為嗅覺和味覺2種不同感覺模式之間的系統(tǒng)聯(lián)系，風味受到氣味與味道共同作用。氣味的甜度和熟悉度對味道的影響，通常是在聯(lián)想學習的框架下進行解釋[58-59]。品嘗任何食物都會引起特定氣味和味覺的同步刺激，反復(fù)感知到1種氣味和1種味道，比如香草香氣和甜味或火腿香氣和咸味等，兩者之間就會形成聯(lián)想學習。感官的嗅覺和味覺多感官關(guān)聯(lián)相結(jié)合，決定了食物的整體風味[60]。Stevenson等[60]讓受試者長期暴露在3種氣味塊(草莓香氣、焦糖香氣、牛至草香氣)和3種味覺物質(zhì)(蔗糖溶液、生理鹽水、檸檬酸溶液)中，使用甜、咸、酸描述幾種氣味屬性，檢測氣味- 味道的組合感知，喜好程度越高的組合被定義為相似度越高，結(jié)果發(fā)現(xiàn)草莓香氣、焦糖香氣和蔗糖溶液有相似的感官特征，而牛至草香氣所帶來的辣味和酸味與咸味的相似度更高，證實了某些氣味和味道可以有相同的感知特征。Djordjevic等[33]在研究香氣對蔗糖溶液的增甜效果時，使用質(zhì)量分數(shù)均為1%草莓和火腿2種香精，實驗前先令受試者感知熟悉2種氣味，并畫出氣味圖像，結(jié)果發(fā)現(xiàn)草莓香氣對蔗糖的增甜效果優(yōu)于火腿氣味，不難發(fā)現(xiàn)味覺的變化不僅可以通過氣味引起，也可以通過聯(lián)想學習獲得增強。但是，這些數(shù)據(jù)很難解釋聯(lián)想學習是氣味增強甜味感知的主要因素，因為暴露后的變化沒有與未暴露的氣味-蔗糖組合進行比較。在驗證受試者共同暴露的感覺分析訓練環(huán)境中暴露含有氣味物質(zhì)的蔗糖溶液，是否會出現(xiàn)聯(lián)想學習，結(jié)果表明在24名受試者中，只有1名顯著區(qū)分了含有香氣物質(zhì)的蔗糖溶液和無香氣物質(zhì)的蔗糖溶液，證實了在感覺分析訓練后的共同暴露不會促進聯(lián)想學習[61]。Fondberg等[62]在口香糖中添加羅勒和橙花2種香料，通過反復(fù)呈現(xiàn)一種氣味或該氣味與蔗糖的混合溶液，將沒有味覺暴露的影響與聯(lián)想學習的影響分離，結(jié)果發(fā)現(xiàn)氣味愉悅感的增加與氣味(羅勒或橙花)是否含有蔗糖無關(guān)，表明聯(lián)想學習的假設(shè)效果比之前認為的要小。

3 香氣增甜的評價方法

香氣增甜相互作用的感官分析技術(shù)主要包括描述性感官分析(descriptive analysis， DA)和動態(tài)感官分析[63]。其中，DA是一種靜態(tài)感官分析方法，其目標是量化幾種刺激的強度，產(chǎn)生感覺輪廓，對不同的感覺屬性進行評分。動態(tài)感官分析包括時間強度法(time-intensity，TI)、感覺時間支配分析(temporal dominance of sensation，TDS)和時間檢查全部適用法(temporal check-all-that-apply ，TCATA)，在評估感官屬性的同時，加入了對各種屬性隨時間變化的考量。

3.1 描述性感官分析

在對香氣增甜作用的研究中，DA是較為常用的分析方法。使用描述性感官分析探究不同香氣類型對甜味的增強效果，結(jié)果表明在不同蔗糖溶液濃度下添加了香草香氣、蜂蜜香氣和香蕉香氣的樣品都被認為比添加了接骨木花香氣或覆盆子香氣的樣品甜度更高[17]。Bertelsen等[37]在分析5種香氣對蔗糖溶液的增甜效果時，評估了15個樣本的增甜效果，讓接受過專業(yè)訓練的感官小組采用DA的方法對這15個樣本進行評估，通過對甜香、酸香、香氣強度、甜味、酸味和味道強度6種屬性的評價，確定了香草香氣的增甜效果最好。該研究檢測了香氣強度和風味屬性的差異，但沒有使用DA去評估不包含香氣的對照組。同年Bertelsen等[32]采用了相對參考分析(relative to reference，RR)篩選5種香氣對3種蔗糖濃度下的增甜效果，與DA相比添加了3組空白樣品，對照組的存在會改變感官小組評價時的參照標準，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與DA相比，RR的跨模態(tài)效應(yīng)會降低。在對比分析香草香氣對水和蘋果花蜜2種基質(zhì)下的增甜效果時，感官小組采用DA先對水基質(zhì)的甜香、香草香氣、合成水果香氣、甜味、香草味和異味6種屬性進行評估，2周之后再次采用DA對蘋果花蜜基質(zhì)的蘋果汁香氣、香草香氣、甜香、酸香、甜味、酸味、蘋果味和香草味8種屬性進行評估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)香草香氣在蘋果花蜜基質(zhì)中對甜度的增強效果更好[18]。

事實上，正如Overbosch等[64]所提出的，香氣的感知是一個動態(tài)的、適應(yīng)性的過程，這種適應(yīng)性依賴于食物的分解。進食中的氣味感知是一個不斷變化的過程，這種變化可能是由于咀嚼、唾液中化合物的增溶或溫度對揮發(fā)性化合物的影響等[65]。靜態(tài)感官僅可對某個時間段的平均感官情況進行描述分析，缺乏對時間因素的考量，所以在感官評價中加入時間因素能夠提供更準確的動態(tài)感官描述。

3.2 動態(tài)感官分析

時間強度法(time-intensity，TI)是根據(jù)時間變化對單一屬性強度進行評價，是記錄單一感官屬性隨時間變化的最常用方法，它可以通過連續(xù)測量提供感官屬性強度隨時間變化的詳細情況。Cliff等[23]探究在不同濃度的葡萄糖和桃子香精溶液中，采用TI評價6個樣品的甜度及6個樣品的果味，每秒記錄4次溶液的甜度和果味，使用TI曲線來表征不同時間下甜度和果味的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)感受到最大果味的平均總時間發(fā)生在10.4 s(排痰后)，達到最大甜度的平均時間是6.6 s(排痰前)，當葡萄糖含量較高時果味也會隨之變強。TI的目的是確定一個刺激的持續(xù)時間和強度，是否會改變另一個變量的刺激強度，特別是用于食物中香氣和味道的強度。例如，Lethuaut等[66]利用TI研究了蔗糖和香氣相互作用，采用了相同的進食方式評估了乳制品甜點的甜味感知和香氣感知，表明TI甜味感知比TI香氣感知進行得更快、持續(xù)時間更長，且甜度的變化會引起香氣感知的變化。Burseg等[30]在研究食物香氣和味覺在整體口感上跨模態(tài)作用的效果時，利用TI對氣味誘導甜味增強進行評估，通過平行運行4個泵，將蔗糖溶液(ρ=150 g/L)和芳香溶液[乙酸異戊酯(ρ=1 g/L)]以預(yù)定比例與水混合，產(chǎn)生8種不同的芳香-味道曲線，結(jié)果發(fā)現(xiàn)乙酸異戊酯能夠增強蔗糖溶液的甜味感知。TI的一個缺點是在單個評價中評估的屬性和產(chǎn)品數(shù)量很少，一次只能評估一個屬性，對多個屬性進行評估更加耗時。此外，它不能呈現(xiàn)某個感官屬性強度上的任何變化，因為在進食過程中，香氣強度的變化引起味道的不同感知是不確定的。

Pineau等[67]開發(fā)了感覺時間支配分析(temporal dominance of sensation，TDS)，它是記錄隨時間變化的多個感官屬性的一種感官評定方法，能夠記錄隨時間動態(tài)地同時評估幾種感官屬性的方法。TDS要求感官評定小組評估他們在品嘗過程中感知到的主要屬性，從而可以獲得食品的“動態(tài)感官輪廓”。它側(cè)重于在一段時間內(nèi)的“主導”感覺，或在評估期間某個時間點上引起最多感知的屬性[68-69]。Khemacheevakul等[70]利用已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的TDS巧克力屬性列表初步定義本次使用的TDS屬性，實驗利用3D打印機，將不同糖濃度的巧克力分層，就可以制作出具有理想香味和甜味的低糖巧克力，評估選擇符合的TDS屬性繪制出TDS曲線，結(jié)果表明，牛奶巧克力相關(guān)的屬性占主導地位，會增加評價小組對甜味的感知，而當與黑巧克力相關(guān)的屬性占主導地位時，會降低整體的甜味感知。Charles等[71]采用DA和TDS分析2種香氣物質(zhì)(3-甲基乙酸丁酯和3-己烯-1-醇)對蘋果切片味覺感知的影響，結(jié)果表明DA全面描述了2種香氣對蘋果切片味覺感知的增強效果，TDS證實了隨著時間的推移3-甲基乙酸丁酯能夠增強蘋果切片的甜味感知，因此2種感官方法的結(jié)合使用可以更全面地掌握由于添加香氣而引起蘋果切片味道感知的變化。此外TDS的一個缺點在于，在評估過程中感官小組容易混淆多個感官屬性描述符，因此TDS中描述符的數(shù)量應(yīng)該為8到10個，與此相反的是在描述分析中沒有這樣的限制[72]。

此外，還有一種新的時間檢測方法用來研究感官相互作用，時間檢查全部適用法(temporal check-all-that-apply ，TCATA)，該方法允許對樣品的感官特征進行連續(xù)描述分析[73]。在TCATA中，感官評價小組會得到一組對食品屬性的專業(yè)描述性術(shù)語列表，要求他們選擇出適用的所有感官屬性，再之后的評估中會從所選擇的感官屬性列表中選擇出對應(yīng)某時刻的屬性，某個時刻的感官屬性可以是單個也可以是多個，評估過程中沒有出現(xiàn)的屬性可以在之后的評估中取消。Oliveira等[16]在研究減糖對益生菌巧克力味奶的動態(tài)感官曲線和消費者喜好的影響時，采用TCATA評估香氣和代糖對味覺的增強效應(yīng)，對2種替代品香草香氣和索馬甜的增甜效果分析，結(jié)果表明當糖減少到一定程度時，添加香草香氣和索馬甜均能增強巧克力牛奶的甜味感知，不會對消費者在食用時的感官變化造成強烈影響。TCATA在給定的時間內(nèi)可以使用若干屬性，與TDS相比TCATA在評估過程中顯然更加復(fù)雜，但從論文中的數(shù)據(jù)可以看到這種操作是可以實現(xiàn)的，并且實驗的結(jié)果可能會優(yōu)于TDS。

TDS在概念上與TI共享時間性，與DA共享多維性，而TI與DA共享強度。這3種方法中的每一種都位于這個三角形的一個頂點(見圖4)，這也間接地說明了為什么沒有一種方法可以完全替代另一種方法[74]。目前，使用TDS的研究是最多的，大部分的感官分析軟件也都包含了TDS。Charles等[71]采用了動態(tài)和靜態(tài)的感官方法來研究蘋果中香氣對味道和質(zhì)地的作用，結(jié)果表明TDS證實了2種香味都減弱了對硬度和多汁性的感知，香蕉香氣會改變?nèi)藗儗μ鹞兜母兄?；而DA的結(jié)果不太相同，2種香味都降低了脆度或沙瓤的強度。因此，當靜態(tài)感官分析與動態(tài)感官分析結(jié)合時，能夠更準確地描述感官之間的相互作用，DA的分析性和客觀性更強，TDS的綜合性和主觀性更強，2種方法結(jié)合提供了不同的結(jié)果和互補的觀點。

圖4 描述性感官分析、時間強度法和感覺時間 支配分析的概念差異

4 香氣增甜的應(yīng)用

高糖攝入已被確定為兒童超重和肥胖的主要因素之一，也會增加非傳染性疾病的患病風險[75]。采用傳統(tǒng)方法減少糖分的攝入并未達到預(yù)期的效果，因而必須采用一種新的方法促進降糖食品的開發(fā)，本文以期從感官的角度發(fā)展降糖增甜食品。

研究發(fā)現(xiàn)，與正常體重的受試者相比，身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)不同的青少年識別味覺的能力存在差異[76]。從感官的角度考慮，在食品中添加揮發(fā)性化合物誘導甜味感知增強，以此獲得更強的感官屬性。Proserpio等[21]在研究正常體重和超重青少年的跨模態(tài)感覺相互作用中，采用“味覺條”評估不同BMI青少年的味覺感知差異，再根據(jù)受試者的喜好向布丁中添加香草香氣或黃油香氣，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與正常體重的受試者相比，超重的青少年認為布丁的甜味感知較低，證實了BMI較高的青少年對味覺感知能力較弱；此外，香草香氣能夠增加布丁的甜味感知，并且對BMI較高的受試者有顯著影響。文獻報道超重和肥胖的受試者對食物中令人愉悅的氣味更敏感，如肥胖人士認為巧克力氣味是令人愉悅的氣味，他們對這種味道也更為敏感[77]。開發(fā)創(chuàng)新食品時減少糖的含量，用增味劑或芳香劑等添加劑部分替代蔗糖，能夠調(diào)節(jié)對食物的味覺感知，提高理想感官特征(如甜味)的感知強度，改變我們的感官在味覺屬性方式上的感知欺騙，從而潛在地減少熱量攝入，有助于解決由于高糖攝入帶來的肥胖癥等疾病。

5 總結(jié)與展望

本研究首先從氣味物質(zhì)種類、甜味劑濃度2個方面總結(jié)了對香氣增甜作用有重要影響的因素；其次，從嗅覺感受機制、腦神經(jīng)及味覺感受機制、心理感受機制3方面闡述了香氣增甜的作用機制；再次，歸納了評價香氣增甜作用大小的感官分析方法；最后對香氣增甜作用在食品工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀進行了匯總，分析了氣味增強在治療由高糖攝入引起肥胖癥的可行性。目前關(guān)于氣味誘導的味覺增強的評價方法仍有不足之處，已經(jīng)報道的研究結(jié)果多基于研究香氣對水溶液的增甜效果，僅有部分研究會放在真實的食品中去探究香氣對味覺感知的增強。雖然已經(jīng)對香氣在不同甜味劑濃度下的增甜效果進行了眾多實驗，但仍未對香氣能夠增強甜味的最大效果做出解釋。與甜味相關(guān)的揮發(fā)性香氣物質(zhì)種類眾多，它們與甜味劑相結(jié)合產(chǎn)生的甜味感知亟待被研究。另外，氣味物質(zhì)和滋味物質(zhì)之間是否存在某種相互作用尚未可知、嗅覺和味覺的跨模態(tài)相互作用的神經(jīng)機制研究也較少。未來可以采用分子對接等計算機模擬手段對呈味物質(zhì)及受體等多元體系的作用過程進行探究。此外，可進一步研究氣味增強味覺神經(jīng)影像學的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機制，探討氣味對其他腦部結(jié)構(gòu)的影響，精準剖析氣味誘導味覺增強的作用機制也是未來研究的重點。